一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構的製作方法
2023-12-10 20:11:32
一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構的製作方法
【專利摘要】一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，其特徵在於：對傳統沿空留巷充填牆體的構造形式進行優化處理，把牆體改用多段圓形混凝土柱間隔布設，並通過圓形鋼管上預留的注漿小孔向內鋼管內充填混凝土材料，中間空檔處用矸石包堆砌而成，起到連接兩個圓柱和封閉採空區作用；圓形鋼管混凝土柱承載結構可以把混凝土的側向受壓狀態，通過鋼管約束作用轉變為三向受壓狀態，大大提高了混凝土的抗壓強度，且在圓形封閉的約束作用下，可以把混凝土脆性破壞轉換為塑性破壞，提高圓柱的延深性能，可吸收頂板迴轉破壞帶來的衝擊載荷。其方法簡單，省時力，使用效果好，具有廣泛的實用性。
【專利說明】一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，尤其適用於採煤工作面採用混凝土充填牆體時的無煤柱連續開採方法。具體涉及一種沿空留巷充填牆體結構布設形式，該實用新型煤礦巷道支護、地下工程防護和國防工程等建設都具有十分重要的借鑑和指導意義。
【背景技術】
[0002]沿空留巷技術自20世紀50年代在我國開始使用，是無煤柱護巷的一種形式，主要是指在本工作面推進的同時，在運輸順槽或迴風順槽巷道一旁通過築砌充填帶(矸石、混凝土或高水材料)或進行其他形式的巷旁支護以維護巷道為下一區段工作面服務，這樣可以做到一巷兩用，大大減少巷道掘進和維護成本，是煤礦開採【技術領域】的一項重大改革。推行沿空留巷，不僅對生產礦井進行技術改造、緩和採掘關係和延長礦井壽命具有現實意義，而且也是使煤炭企業改善安全條件和技術經濟指標，增產、增盈減虧的主要途徑之一。但是目前主要途徑便是利用機械立模通過充注膏水或者混凝土材料形成充填牆體，這樣大大增加了留空留巷的充填成本，且隨著工作面的推進，巷道需要經受兩次採動影響，礦壓顯現強烈，牆體經過多次採動以後往往會被壓裂，減弱牆體的設計承載能力，且留巷內的頂板條件在局部地段非常好，大面積充填既費時費力又不經濟；應根據頂板條件進行充填，儘量做到經濟合理的支護。
[0003]鑑於上述各種目前充填的種種問題，本實用新型提出一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，通過向封閉圓形鋼管裡充注混凝土材料，形成一個承載混凝土圓柱；然後間隔0.5^1.5m再次施工一個混凝土圓柱，如此周而復始形成一系列圓柱承載結構，相鄰圓柱之間用矸石包間隔封閉採空區，防止採空區矸石冒落到巷道內。這樣布設牆體結構優點是，既減少充填材料又增加牆體承載強度；以往單純混凝土抗壓強度雖然很高，但其抗彎能力很弱，當直接頂迴轉失穩時牆體便很容易破壞；而鋼材特別是型鋼的抗彎能力強，具有良好的彈塑性，因此把二者有點聯繫到一起，形成圓形鋼管混凝土柱，圓形鋼管混凝土柱的抗壓、抗扭和抗剪性能特別好，承載力大大提高，且能夠提高基本頂破斷迴轉失穩的抗衝擊和抗震能力，延性能力極強。應用圓形鋼管混凝土柱既具有很強的承載能力，又大大減少充填成本，經濟實用性很強。
【發明內容】
[0004]技術問題:本實用新型的目的是克服已有技術中的不足，提供一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，通過改變傳統的充填牆體的布設方式，使牆體既具有足夠大的強度支撐頂板下沉帶來的載荷又能緩衝頂板迴轉下沉引起的震動，既減少充填材料也沒有降低充填體的強度。
[0005]技術方案:本實用新型提供一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，具體做法是先把頂底封閉圓柱形鋼管放置到支架後方，通過鋼管頂部預留的注漿小孔把混凝土材料充至圓形鋼管裡，待混凝土凝固以後形成混凝土圓柱，形成牆體承載結構，如此便完成一個鋼管混凝土的製作。兩個混凝土圓柱之間間隔0.5^1.5m,並把矸石碼成矸石包放置到中間空檔處，以起到連接兩個圓柱和封閉採空區作用。這樣的圓形鋼管混凝土柱可以通過鋼管約束其內部充填的混凝土，把側向受壓狀態轉變為三向受壓狀態，提高了混凝土的抗壓強度；且圓形鋼管可以把混凝土的脆性破壞轉換為塑性破壞，大大提高了混凝土的性能。
[0006]有益效果:本實用新型提出改變傳統的充填牆體結構，應用圓形鋼管混凝土柱作為充填牆體，在相鄰兩個圓形混凝土中間，通過矸石包封閉採空區；混凝土圓柱作為支撐牆體在保證牆體支撐強度的前提下，節省了充填材料，經濟效益顯著，且較以往單一的混凝土牆體有很大的優越性，以往混凝土牆體抗壓強度雖然很高，但其抗彎能力很弱，當頂板迴轉壓力很大時極易把牆體壓裂甚至壓爆；而圓形鋼管混凝土柱可以把混凝土的側向受壓狀態，通過鋼管約束作用轉變為三向受壓狀態，大大提高了混凝土的抗壓強度，即使直接頂壓力很大壓壞圓柱，在圓形封閉的約束作用下，可以把混凝土脆性破壞轉換為塑性破壞，提高圓柱的延深性能，可吸收頂板迴轉破壞帶來的衝擊載荷。其方法簡單，省時力，使用效果好，具有廣泛的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1所示為本實用新型圓柱鋼管混凝土柱牆體布置平面圖；
[0008]圖2所示為本實用新型圓柱鋼管混凝土柱牆體透視圖。
[0009]I 一圓柱形鋼管；2 —沿空留巷；3 —砰石包；4 一米煤工作面；5 —運輸巷道；6 —迴風巷道；7 —注漿小孔。
【具體實施方式】
[0010]本實施例中對於一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構按如下步驟進行:
[0011]1.首先在採煤工作面4後方架設支柱，在支柱的有效支護下，採煤工作面4向前推進達到充填步距，徹底清理沿空留巷2巷道底板浮矸和浮煤，在沿空留巷2靠近採空區一側固定好圓形鋼管1，圓形鋼管I頂部預留注漿小孔7。所述圓形鋼管柱I的直徑J1為f 2m，壁厚為10~50臟，高A為2~3m。
[0012]2.在未採動的巷道6內布置混凝土充填泵，將充填所需的混凝土配料攪拌均勻，檢查管路暢通後，從注漿小孔7把混凝土材料泵送入圓形鋼管I內，充填一段時間後，經檢測達到初凝強度要求時，在兩個圓形鋼管中間用矸石包3堆砌用於連接和封閉採空區；
[0013]3.隨著採煤工作面4向前推進，間隔0.5^1.5m布置下一個圓形充填鋼管，進行混凝土充填，周而復始，完成整個採煤工作面4沿空留巷2的充填，形成多個圓形鋼管混凝土柱間隔布置，中間空擋處用矸石包3堆砌後，並噴漿，共同構成一個完整的承載牆體。
[0014]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，其特徵在於:在圓柱形封閉鋼管(I)裡充注混凝土，通過圓柱形鋼管上預留注漿小孔(7)向鋼管內充填混凝土，兩根圓柱形鋼管間隔一定距離布設，在兩個圓柱之間，用矸石(3)間隔封閉採空區，兩種結構共同形成牆體承載結構。
2.一種如權利要求1所述的圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，其特徵在於，所述圓柱形鋼管壁厚一般為10mnT50mm,直徑Or1=I?2m,高A=2?3m。
3.—種如權利要求1所述的圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，其特徵在於，所述圓柱型鋼管預留注漿小孔(7)在圓形鋼管頂部布設，直徑為4=41?。
4.一種如權利要求1所述的圓形鋼管混凝土柱沿空留巷充填牆體結構，其特徵在於，所述兩個圓形鋼管間隔距離a=0.5?l.5m，中間用矸石包(3)隔封閉採空區。
【文檔編號】E21F15/04GK203730069SQ201420012539
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】劉娜, 鄭西貴, 張霖, 路抗, 麻衛, 邱鵬, 蘭一天, 張天池 申請人:中國礦業大學